Высоковольтные инверторы: когда и зачем
Высоковольтный инвертор — это элемент гибридной энергетической системы, работающий одновременно с фотомодулями, сетью и аккумуляторной батареей. Его главная функция — преобразование постоянного тока от солнечных панелей или батарей в переменный 220 В, используемый для питания объекта. Кроме того, такие инверторы могут:
- покрывать собственное потребление объекта;
- передавать излишки энергии в общую сеть;
- обеспечивать резервное питание во время блэкаутов.
Гибридная система с высоковольтным инвертором — это решение для стабильного, автономного и эффективного энергообеспечения средних и крупных объектов.
Различие между низковольтными и высоковольтными системами
Инверторы, работающие с аккумуляторами, бывают двух типов:
- Низковольтные — используют батареи на 12, 24 или 48 В. Такие решения подходят для систем малой мощности (до 10 – 15 кВт).
- Высоковольтные — работают с батареями, соединёнными последовательно к напряжению от 100 В до 800 В. Используются в системах от 20 кВт и выше.
Главное преимущество высоковольтных систем — существенное уменьшение тока при той же мощности. Это позволяет использовать кабели меньшего сечения, снижает потери энергии, упрощает монтаж и повышает эффективность.
Как выбирается напряжение аккумуляторной батареи?
Чем мощнее инвертор, тем выше напряжение желательно иметь на батарее. Это уменьшает ток в цепи питания, облегчая работу всей системы. Например:
- Для инвертора мощностью 1 кВт на 12 В ток составит более 80 А.
- Для инвертора на 20 кВт с батареей 48 В — более 400 А.
- В высоковольтной системе на 205 В при той же мощности — всего около 100 А.
Малые токи означают более тонкие кабели, более простые соединения, меньшую тепловую нагрузку и более высокую надежность.
Как построена высоковольтная батарейная система?
Высоковольтная аккумуляторная система состоит из модулей 48 В, которые соединяются последовательно к требуемому общему напряжению. К примеру, 4 блока по 51,2 В формируют систему на 205 В.
Такие батареи оборудованы интеллектуальной системой управления BMS (Battery Management System), которая:
- контролирует температуру, напряжение, заряд/разряд каждого модуля;
- передает данные инвертору через сигнальный кабель;
- ограничивает токи до безопасных значений;
- предотвращает перегрев и деградацию элементов.
Важно: не все 48 В батареи позволяют последовательное соединение. Подходить к выбору нужно внимательно, чтобы обеспечить полную совместимость с инвертором.
Безопасность высоковольтных систем
Повышенное напряжение требует соблюдения правил электробезопасности:
- Используются только специализированные кабели с изоляцией на 1000 В постоянного тока.
- Кабели должны быть с двойной изоляцией и правильно подобранным сечением.
- Контактные соединения должны быть надежными — плохой контакт приведет к перегреву и потенциальной аварии.
К примеру, инверторы Deye могут работать с батареями напряжением до 800 В. Это требует тщательной подготовки, грамотного проектирования и соблюдения технических норм при монтаже.
Практический пример: 20 кВт система
Для системы на 20 кВт:
- В конфигурации 48 В потребуется ток свыше 400 А — кабели сечением около 150 мм, тяжелые и дорогие.
- В конфигурации 205 В — ток около 100 А — хватит кабеля на 25 мм.
Разница в стоимости, сложности монтажа и рисках — существенная. Это и есть главный аргумент в пользу высоковольтной архитектуры.
Когда выбирать высоковольтный инвертор?
Такие инверторы — идеальное решение для объектов мощностью 20 кВт и выше. Например:
- частные дома с высоким энергопотреблением;
- коммерческие объекты, офисы, СТО, гостиницы;
- промышленные объекты, сельское хозяйство;
- объекты критической инфраструктуры, требующие бесперебойного питанияния.
В масштабных системах на 50–100+ кВт использование низковольтной архитектуры на 48 В приводит к сложностям с балансировкой мощности и сверхвысокими токами, которые практически не поддаются контролю.
Высоковольтные инверторы — это технологически верное решение для мощных гибридных систем. Они:
- снижают потери энергии;
- сокращают расходы на кабельную инфраструктуру;
- упрощают монтаж и обслуживание;
- повышают надежность и эффективность в долгосрочной перспективе.
Именно поэтому такие инверторы активно используются в современных проектах от 20 кВт и выше, а производители — в частности Deye — предлагают специализированные модели под следующие задачи.
Компания VIATEC — официальный поставщик оборудования Deye, Dyness, Victron Energy. Мы всегда готовы помочь и подобрать инвертор, аккумуляторную систему и все аксессуары для вашего проекта с учетом мощности, бюджета и специфики объекта.